农业水利工程中高效节水灌溉的技术要点

赵燕妮

（临洮县水务局，甘肃 临洮 730500）

随着我国经济的不断提升，农业种植规模不断扩大。在农业生产中建设农业水利工程，实施高效节水灌溉技术已成为农业发展的趋势。此项技术的使用不仅能够减少农业生产成本的投入，提高经济效益，还能够起到节约资源，保护环境的作用，符合农业可持续性发展观，有利于节约型、环境友好型社会的建设，是时代发展的必然要求。

1 农业水利工程中高效节水灌溉技术分析

1.1 微灌技术

目前常用到微灌技术主要有3种形式：第一种，微型喷雾式；第二种，微型滴灌式；第三种，脉冲灌溉式。在进行微灌技术选择时要充分考虑到种植规模、种植环境、农作物灌溉所需周期以及品种问题，在大棚种植中一般会采用微型喷雾式以及微型滴灌式技术进行灌溉工作。其主要的运作原理是：在种植区域的内部，设置便于灌溉的管道，位置在作物根部附近有利于植物的吸收，在管道附近设立灌水器，将可溶于水的固体肥料或液体肥料根据种植作物品种需求进行充分调配放置在管道的内部，水会利用自身的重力将肥液充分地输送到种植区域，最后完成农作物的灌溉工作[1]。微灌技术的优点在于，灌溉水的流量较小，针对指定区域能够实施高频率灌溉作业，并且灌溉效果较为均匀，对水的利用率也较高。由于主要灌溉区域在农作物的根部，这样就能够解决传统灌溉作业中出现的地表水分蒸发的问题，并且灌水的周期也较短，与传统地面灌溉作业相比能够节约50%左右的用水量。微灌技术的局限性在于容易造成盐分的累积，这样就会造成土壤的进一步恶化，因此在较为干旱的地区使用此项技术时，要尽量采用淡水洗盐的方式，以保证不会在湿润体外部形成盐壳。

1.2 喷灌技术

目前喷灌式技术在我国农产品浇灌方面使用的较为广泛，并且喷灌可选择的类型也较多，适用于大面积种植。其主要的运作原理是：利用水泵或者种植区域所形成的自然落差，通过施压将水输送到种植区域，再通过喷头大面积地喷射到种植范围之中，形成较小的水滴，能够均匀地铺洒在农作物种植区域内。喷灌技术的优点在于，灌溉方式比较均匀，占用的农耕面积也较小，对于地形的要求较低，喷灌系统可选择的形式也较多，适用于果树等作物的种植。相比传统的地面式灌溉能够节水30%～50%[2]。其局限性在于，容易受到风力的影响，设备的投资费用较高。随着我国农田灌溉技术的不断发展，喷灌技术的类型已出现了数种可供选择的方式，像固定管道式、半移动式、中心支轴式、滚移式、大型平移式、纹盘式以及喷灌机组式等。对于固定管道式而言，需要将大部分的管道系统埋于地下，整个灌溉季节内都不会再移动，其管理上而言会减少劳动力的浪费并且稳定性较高，由于使用的管道类型大多以PVC、PPR材质为主，所以使用的寿命也较长，并且对水的阻力也较小，但是设备投资资金较高，每公顷在12 000～18 000元。

1.3 渠道防渗技术

渠道防渗技术在我国农业水利灌溉工程中的利用率较高，其技术原理主要是减少渠道在输水时造成的渗漏损失，从而降低地下水位，节约灌溉水资源，防止种植区域土壤盐化。目前渠道防渗技术主要有两种方式：一是，改变原渠床渗透性能。二是，设置防渗层。对于改变原渠床渗透性能方法，可以通过将土壤压实、淤淀以及抹光的方式，达到缩减土壤空隙减少渗漏的目的。还可以使用一些化学材料填充渠床土壤，使土壤减少透水性。在防渗层的设置方面可选择的材料较多，应根据实际种植情况的需要进行选择，目前防渗层可选择的材料有混凝土、钢筋混凝土、塑料薄膜、砌石、砌砖、沥青、三合土、水泥土以及黏土等，其中塑料薄膜材质的防渗层发展历史较为悠久，其技术也较为成熟。早在20世纪40年代，国外已经开始大面积地运用此项材质开展渠道防渗技术。而我国在上世纪60年代初才开始运用，但通过科研人员的不断研究和改良得到了较好的发展，其具备投入资金较少、防渗效果较好的优势，一般多用于流速较小的种植渠道。

1.4 滴灌灌溉技术

滴灌灌溉技术相比以上3种技术是最具节水效果的一种技术，滴灌灌溉技术所涵盖的设备较多，因此投入造价成本也较高，但从长远的格局以及可持续发展观的角度来看，应大力推广此项技术，这样能够极大程度上缩减后期农作物生产所投入的资金。滴灌灌溉技术的核心是动力和加压设备，配合水质净化设备能够过滤掉水源中存在的杂质，保证滴头不出现堵塞情况，净化设备中的筛网多由尼龙以及耐腐蚀的金属丝制成，其筛网的规格应根据实际的杂质颗粒大小进行选择，像沙粒、悬浮藻类等。在灌溉的过程中，水通过毛管流进灌水器（滴头或者滴灌带）当中，通过压力将其滴灌到土壤之中，完成灌溉作业。此项技术的优势在于，通过滴灌灌溉的形式，能够有效地减少土壤中水分的蒸发程度，保证了农作物根部所需要的营养，这种具有针对性的灌溉方式，能够极大程度地防止杂草生长。农作物通过肥料与水共同滴灌的方式，能够提高对病虫害的抵抗能力，进而也就减少了农药的使用量。其局限性在于，由于受到设备性质的限制，所以毛管和滴头常会因为矿物质以及杂质的沉淀而堵塞，不适宜大规模的种植。

1.5 井灌式节水灌溉

井灌式节水灌溉技术具有一定的科学性、合理性，其主要是通过对水资源的合理分化应用，以达到高效节水灌溉的效果。在使用过程中首先要做好种植区域的资料收集工作，根据种植的品种以及当地气候和土壤性质确定种植区域急需用水时节，将井灌的高峰期设置在此时节当中，其他时候就可以降低对于种植田地的灌水量，根据实际情况尽量减少灌水的周期，以便达到合理运用水资源的效果。为了优化此项技术的运用效果，可以通过将井灌设置在种植区域的中心位置，结合干管以及直管形成合理的移动式井灌系统，同时可以安装两套井灌系统，以保证此种灌溉技术达到最佳的节水灌溉目标。此项技术的优点在于，能够有效合理地运用水资源，并且能够解决地下水位过低的问题，既可以保证地下水资源的合理开采，又能够达到节水高产的效果。

1.6 间歇式灌溉技术

间歇式灌溉技术在我国农业水利工程中运用较少，主要在美国等发达国家运用较为普遍。其主要的运作原理是：通过向种植区域内的畦，间歇性输送水分，使其能够产生连续的供水效果，形成无需供水的周期，在此过程中这种间歇式的灌溉机理主要是通过间歇阀来完成，通常会使用两组畦交替供水的方式开展。据研究表明，间歇式灌溉技术相比传统的连续式灌溉技术能够节约22%的水资源，并且这种灌溉技术具备水流量小、推速快的特点，能够实现高效率的灌溉目标，最大程度地节省人工劳动力，缩短轮灌周期。与传统的连续式灌溉技术相比，间歇式灌溉更加均匀，一是能够减少畦首和畦尾的渗水量；二是防止了肥料的流失，提高了水资源的利用率，优化了作物的生长环境。间歇式灌溉技术还可以实现小定量的灌溉以及自动化灌溉，小定量的灌溉模式能够结合降雨等环境因素解决长期灌溉难度较大的问题。在田间管理系统中安装间歇阀和自动控制装置，能够减少造价资金，提高经济效益。

1.7 步行式灌溉技术

步行式灌溉技术主要是利用现有的农用机械配合电力作用，产生灌溉的动力，使其能够实现适应移动灌溉的效果，并达到节约水资源的目的。这种灌溉方式是农艺和农业机械自动化技术结合的产物，其对于设备的要求并不高，主要是通过组装和装配的性质形成集成性的灌溉系统。此项技术的优点在于，适应性和灵动性较强，由于具备组装和装配的特点，在投入资金造价方面相比前几项技术要少一下。并且具备一定的针对性，能够根据水源所在的位置配合灌溉机进行作业，进一步减少了劳动力的投入，不需要大量的修渠工程，便可以保证灌溉作业的实效性。

2 优化农业水利工程提高节水灌溉技术的途径

2.1 优化调整种植结构

为了进一步优化农业水利工程建设，提高高效节水灌溉技术的利用率，应提前做好相关计划，根据每个地区的地质水文条件以及农业生产项目，通过结合调整种植结构的方式开展相关农业水利工程建设工作[3]。在进行种植结构的调整时，可以采取分区发展生产的模式进行，其主要的运作模式就是依据种植品种或者农业项目进行单项的农业区划，在这种区划之下相关水利工程也能够根据种植品种、种植地势特点因地制宜地改良其建设方案。在进行农业种植区划时要注意3方面问题：第一，农作物自然以及经济条件的评价工作；第二，目前农业生产的状况、农作物的构成、耕作管理制度以及增产潜力；第三，要根据地理位置的特点以及未来的发展方向进行相关规划。将资料收集好之后，根据区划好的农业种植品种选择相应的节水灌溉技术，相关技术人员也要做合理的科学决策以便达到最佳的节水灌溉效果。

2.2 积极推动农业水利工程建设

高效节水技术存在着诸多优势，能够进一步推动我国农业的发展，所以相关地区应充分做好农业水利工程的建设工作，通过政府牵头的方式，加大地方农业部门和农民对于节水灌溉技术的认知。政府部门可以通过与节水灌溉设备生产企业合作的形式，加大政策补贴，实现大范围运用节水灌溉技术的发展目标；还可以采取印刷海报、发传单和定期开展宣传活动的形式，以喜闻乐见的方式，提高种植人员对于节水灌溉技术的认识，以此来提高宣传力度。相关部门也要建立健全农业水利工程建设制度，以保证相关工作的顺利实施，促进节约型、环境友好型社会的建设。在建立制度体系时要对工作内容进行详细分化，认真落实岗位责任制度，通过制度的完善，将实际施工工作与管理工作相结合，实现农业水利工程以及高效节水灌溉技术的可持续发展目标。

2.3 积极引进新型高效节水技术

为了进一步提升我国高效节水灌溉技术，应充分引进国内外较为先进的技术，取长补短，进一步提高农作物的产量，优化农作物的质量。引进新型技术的途径主要有以下几种：第一，培养技术人才。无论是哪一项技术的创新以及提升，都离不开技术人员的研发，因此要重视节水灌溉技术人才的培养，给予相关人员实现自我价值以及发展的平台。第二，结合全自动控制系统，实现技术上的优化。全自动化灌溉控制系统是在高效节水系统基础之上的延伸，其主要是依靠各类传感器的数据收集，根据目前植物的生长状况和环境因素进行综合分析，借助计算机系统实行智能化的灌溉作业。这种系统最大的好处在于，不用再通过人工调节作业实现灌溉工作，而是通过提前预设好的程序自行运作，种植人员还可以通过农业智能平台对作业情况实时监测，能够极大程度减少人力资源的浪费，实现智能化、科技化、科学化的节水灌溉作业[4]。

2.4 充分考虑不同农作物的特点

在建设农业水利工程时，应充分考虑到不同农作物之间的特点，实施相应的节水灌溉技术。首先是不同农作物之间的需水量问题。例如，像水稻这种农作物，在旱田和淹水的环境下都能够良好地生长，具备一定的两栖性，如果在同一种植区域之中，它就可以根据其他农作物的特点配合调节。而像花生这种农作物由于需水量较少，要注意调节灌溉的水量以及灌溉周期。在进行相关灌溉作业时也要根据环境，选择适合的管材，这样才能保证农作物良好生长，发挥高效节水灌溉技术的最大价值。

3 结束语

综上所述，农业水利工程中有诸多高效节水灌溉技术，其对农业种植以及生产的影响也较大，为了促进高效节水灌溉技术的发展应配合其技术适当地改变种植结构，引进先进的科学技术，积极推动相关项目的建设。在目前全球水资源匮乏、气候极端化的背景之下，应不断加强能源节约技术的研发和应用，实现低投入、低消耗、高效率的作业目标，为发展循环经济作出贡献。